JPH08259376A - Production of oxide single crystal and apparatus therefor - Google Patents

Production of oxide single crystal and apparatus therefor

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JPH08259376A
JPH08259376A JP7065883A JP6588395A JPH08259376A JP H08259376 A JPH08259376 A JP H08259376A JP 7065883 A JP7065883 A JP 7065883A JP 6588395 A JP6588395 A JP 6588395A JP H08259376 A JPH08259376 A JP H08259376A
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single crystal
oxide single
crucible
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laser light
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哲夫 谷内
Minoru Imaeda
美能留 今枝
Nobumasa Kokune
伸征 古久根
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Abstract

PURPOSE: To continuously obtain, through e.g. μ pull-down process, a high-quality oxide single crystal in a comparatively large quantities by treating a large quantity of a stock so as to prevent the variation, etc., in the composition of the final product. CONSTITUTION: A stock is fed into a crucible 7 and melted, a seed crystal is then brought into contact with the resultant melt 8, which is then pulled down from the crucible 7, thus growing the objective oxide single crystal 14. The single crystal 14 being formed continuously is irradiated with laser beams R and the output beams S from the single crystal 14 is measured, and based on the measurements, the composition ratio for the stock to be fed from a stock feeder 24 is controlled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、酸化物単結晶の製造方
法およびその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an oxide single crystal and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、酸化物単結晶を育成する方法とし
て、いわゆるμ引下げ法によって単結晶ファイバーを形
成する方法が注目を集めている。「電総研ニュース」1
993年7月号(522号)の4〜8頁には、この方法
によってニオブ酸・カリウム・リチウム(K3 Li2-2x
Nb5+x 15+x、以下、KLNと記載する。)単結晶フ
ァイバーを育成した経緯が、開示されている。
2. Description of the Related Art Recently, as a method for growing an oxide single crystal, a method of forming a single crystal fiber by a so-called μ pulling down method has been attracting attention. "Electronic Research Institute News" 1
In July 993 (522), pages 4-8, this method is used to describe potassium niobate / potassium / lithium (K 3 Li 2-2x
Nb 5 + x O 15 + x , hereinafter referred to as KLN. ) The history of growing single crystal fibers is disclosed.

【0003】これによれば、白金製のセルないしルツボ
に電力を供給し、抵抗加熱する。このセルの底部に、溶
融液の引出し口を形成し、この引出し口の中に、融液フ
ィーダーと呼ばれる棒状体を挿通し、これによって溶融
液の引出し口への供給量と、固相液相界面の状態とを共
に制御する。溶融液引出し口の口径、フィーダーの太
さ、引出し口からのフィーダーの突出長さ等を調整する
ことによって、細径のKLN単結晶ファイバーを連続的
に形成している。このμ引下げ法によれば、直径1mm
以下の単結晶ファイバーを形成でき、熱歪みの低減、溶
融液内の対流の制御、単結晶ファイバーの直径の制御を
容易に行うことができ、特に青色第2高調波発生用に適
した小型の高品質単結晶を生産できるという特徴を有し
ている。
According to this method, electric power is supplied to a platinum cell or crucible for resistance heating. A melt outlet is formed at the bottom of this cell, and a rod-shaped body called a melt feeder is inserted into this outlet, whereby the amount of melt supplied to the outlet and the solid phase Both control the state of the interface. By adjusting the diameter of the melt outlet, the thickness of the feeder, the length of protrusion of the feeder from the outlet, etc., a thin KLN single crystal fiber is continuously formed. According to this μ pulling down method, the diameter is 1 mm
The following single crystal fibers can be formed, thermal strain can be reduced, convection in the melt can be easily controlled, and the diameter of the single crystal fiber can be easily controlled. It has the feature that high quality single crystals can be produced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記のμ
引下げ法によってKLN単結晶ファイバー等を量産する
ために、研究を重ねていた。量産技術として最も重要な
ことは、ルツボの規模を大きくして多量の溶融物を処理
すること、およびこのルツボから単結晶ファイバーを長
く連続的に引き下げるようにすることである。そこで、
本発明者は、ルツボに投入する粉末の量を5g程度にま
で増量し、これに合わせてルツボを大きくし、このルツ
ボに電力を供給して発熱させ、原料粉末をルツボ内で溶
融させて、マイクロ引下げ法を実施してみた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventor has
We have been conducting research to mass produce KLN single crystal fibers and the like by the pull-down method. The most important mass production technique is to increase the size of the crucible to process a large amount of melt, and to pull the single crystal fiber from the crucible continuously for a long time. Therefore,
The present inventor increased the amount of powder to be added to the crucible up to about 5 g, increased the size of the crucible accordingly, supplied electric power to the crucible to generate heat, and melted the raw material powder in the crucible, I tried the micro pull-down method.

【0005】ところが、このようにルツボの規模を大き
くし、粉末の溶融量を増大させると、引出し口から溶融
物を引き下げて単結晶を形成することが、きわめて困難
であることが判明してきた。具体的には、ルツボを設置
している炉の温度を900℃以下に低く設定し、主とし
てルツボへの通電によってルツボ内の粉末を溶融させる
と、引出し口付近での結晶成長が良好には行われなかっ
た。即ち、ルツボに供給する電力を大きくすると、溶融
液が引出し口で溶融し、結晶化せず、この電力を小さく
すると、今度は引出し口付近で固体化してしまい、溶融
液を引き出せなくなった。
However, it has been found that it is extremely difficult to pull down the melt from the outlet to form a single crystal when the size of the crucible is increased and the melting amount of the powder is increased. Specifically, when the temperature of the furnace in which the crucible is installed is set to 900 ° C. or lower and the powder in the crucible is melted mainly by energizing the crucible, the crystal growth in the vicinity of the draw-out port can be performed well. I didn't understand. That is, when the power supplied to the crucible was increased, the melt melted at the outlet and was not crystallized, and when this power was decreased, the melt became solid near the outlet and the melt could not be withdrawn.

【0006】前記した炉の温度を900℃よりも高くす
ると、今度はルツボの全体が、炉からの輻射熱のために
大きく加熱され、引出し口付近での温度勾配が非常に少
なくなるために、やはり連続的に結晶成長を行わせるこ
とはできなかった。
When the temperature of the above-mentioned furnace is raised above 900 ° C., the whole crucible is heated to a large extent due to the radiant heat from the furnace, and the temperature gradient in the vicinity of the outlet becomes very small. It was not possible to grow crystals continuously.

【0007】本発明者は、この問題を解決するために、
単結晶ファイバーを連続的に引き出す方法を開発した。
この方法については後述する。しかし、特に連続的に単
結晶ファイバーを引出し、量産するという観点からは、
更に問題が残されていることが判明してきた。
The inventor of the present invention, in order to solve this problem,
We have developed a method to continuously pull out single crystal fibers.
This method will be described later. However, especially from the viewpoint of continuously pulling out single crystal fibers and mass-producing,
Further problems have turned out to remain.

【0008】即ち、単結晶ファイバーの品質、特に組成
の変動を防止する必要がある。特に、第二高調波用や固
体レーザー用の素子の材料を生産するのに際しては、僅
かに組成が変動しても、その特性が顕著に変動し、不良
品となってしまうので、単結晶ファイバーを連続的に引
き出すのに際して、その組成の変動を防止することが必
要である。
That is, it is necessary to prevent fluctuations in the quality of single crystal fibers, especially in composition. In particular, when producing materials for elements for second harmonics and solid-state lasers, even if the composition changes slightly, the characteristics will change significantly, resulting in defective products. It is necessary to prevent the composition from fluctuating when continuously drawing out.

【0009】従来のμ引下げ法においては、単にルツボ
の引出し口から引き出した単結晶ファイバーについて、
その組成を測定していた。このように、単結晶ファイバ
ーを切り出してからその組成を測定する方法を採用する
と、確かに生産した材料の組成を知ることはできる。し
かし、μ引下げ法による単結晶ファイバーの育成プロセ
スは、非常に多数の因子が相関しあった複雑微妙な化学
的、レオロジー的システムであるので、こうした製造シ
ステム中では、わずかな条件の変化に応答して、単結晶
ファイバーの組成がずれてしまうことが多い。この結
果、多数の単結晶ファイバーのすべてが不良品となりか
ねないので、歩留り向上のための対策が必要不可欠であ
る。
In the conventional μ-pulling-down method, a single crystal fiber simply pulled out from the outlet of the crucible,
Its composition was measured. In this way, if the method of measuring the composition after cutting out the single crystal fiber is adopted, the composition of the produced material can be surely known. However, since the growth process of single crystal fiber by the μ-pulling down method is a complicated delicate chemical and rheological system in which a large number of factors are correlated, in such a manufacturing system, it responds to a slight change in condition. As a result, the composition of the single crystal fiber often shifts. As a result, all of the large number of single crystal fibers may become defective products, and therefore measures for improving the yield are indispensable.

【0010】本発明の課題は、μ引下げ法によって酸化
物単結晶を連続的に引き下げて生産するのに際して、酸
化物単結晶の組成の変動をリアルタイムで検出し、これ
によって酸化物単結晶の組成の変動を防止し、その歩留
りを飛躍的に向上させることである。
An object of the present invention is to detect the composition change of an oxide single crystal in real time by detecting the composition change of the oxide single crystal in real time when the oxide single crystal is continuously lowered by the μ-pulling down method. Is to prevent fluctuations in the yield and dramatically improve the yield.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、酸
化物単結晶の原料をルツボ内へと供給して溶融させ、こ
の溶融物に対して種結晶を接触させて酸化物単結晶を育
成するのに際して、酸化物単結晶に対してレーザー光を
照射し、酸化物単結晶からの出力光を測定し、この測定
値に従って、ルツボへと供給する原料の組成比率を制御
することを特徴とする。
According to the method of the present invention, a raw material for an oxide single crystal is supplied into a crucible and melted, and a seed crystal is brought into contact with the melt to form an oxide single crystal. When growing, the oxide single crystal is irradiated with laser light, the output light from the oxide single crystal is measured, and the composition ratio of the raw material supplied to the crucible is controlled according to this measurement value. And

【0012】また、本発明は、酸化物単結晶の原料をル
ツボ内へと供給して溶融させ、この溶融物に対して種結
晶を接触させて酸化物単結晶を育成する、酸化物単結晶
の製造装置であって:ルツボへと原料を供給する原料供
給装置;酸化物単結晶をルツボから引き出すための駆動
装置;この酸化物単結晶に対してレーザー光を照射する
ためのレーザー光源;酸化物単結晶からの出力光を測定
するための測定装置;および、この測定装置からの出力
に従ってルツボへと供給する原料の組成比率を制御する
制御装置とを備えていることを特徴とする、酸化物単結
晶の製造装置に係るものである。
Further, according to the present invention, a raw material of an oxide single crystal is supplied into a crucible and melted, and a seed crystal is brought into contact with the melt to grow the oxide single crystal. A raw material supply device for supplying a raw material to the crucible; a drive device for pulling out the oxide single crystal from the crucible; a laser light source for irradiating the oxide single crystal with laser light; And a controller for controlling the composition ratio of the raw material supplied to the crucible according to the output from the measuring device; The present invention relates to an apparatus for producing a single crystal of a substance.

【0013】[0013]

【作用】本発明者は、前記した課題を解決して、連続的
に単結晶ファイバーを引下げ、かつその組成を一定に保
持することに成功した。具体的には、ルツボへと酸化物
単結晶の原料を供給する供給装置を設けると共に、下方
向へと向かって引下げられている酸化物単結晶に対して
レーザー光を照射し、酸化物単結晶からの出力光を測定
し、この測定値に従って、ルツボへと供給する原料の組
成比率を制御することで、単結晶ファイバー等を連続的
に引き出しても、その組成の変動を防止できることを見
いだした。
The present inventor has succeeded in solving the above-mentioned problems and continuously pulling down the single crystal fiber and keeping its composition constant. Specifically, a supply device that supplies the raw material of the oxide single crystal to the crucible is provided, and the oxide single crystal that is pulled down is irradiated with laser light to obtain the oxide single crystal. It was found that by measuring the output light from the, and by controlling the composition ratio of the raw material supplied to the crucible according to this measurement value, it is possible to prevent the fluctuation of the composition even if the single crystal fiber or the like is continuously drawn. .

【0014】更に具体的には、酸化物単結晶の出力光の
ピーク波長が、長波長側または短波長側に移動すると、
その単結晶の組成がずれたことを意味しているので、そ
のピーク波長の移動を減少させるように、原料の組成比
率を変動させる。これによって、単結晶ファイバー等を
引出しながら、その組成を一定範囲内に保持することが
できる。
More specifically, when the peak wavelength of the output light of the oxide single crystal shifts to the long wavelength side or the short wavelength side,
Since it means that the composition of the single crystal is deviated, the composition ratio of the raw material is changed so as to reduce the shift of the peak wavelength. This makes it possible to hold the composition within a certain range while pulling out the single crystal fiber or the like.

【0015】[0015]

【実施例】第二高調波発生効果を有する酸化物単結晶に
対してレーザー光を照射し、このレーザー光に対する2
倍波を検出することが、更に好ましい。こうした酸化物
単結晶としては、公知の酸化物単結晶に対して適用する
ことができるが、特にKLN、KLTN、KN等、SH
Gにより青色光を発生する酸化物単結晶や、CLBO、
BBO、LBO等、更に紫外光を発生する酸化物単結晶
が好ましい。むろん、第三高調波、第四高調波等、更に
高次の波長変換においても本発明が実施可能であること
は言うまでもない。
EXAMPLE A laser beam was applied to an oxide single crystal having a second harmonic generation effect, and 2
It is even more preferable to detect overtones. As such an oxide single crystal, it is possible to apply to a known oxide single crystal, but especially KLN, KLTN, KN, SH,
An oxide single crystal that emits blue light by G, CLBO,
Oxide single crystals that generate further ultraviolet light, such as BBO and LBO, are preferable. Of course, it goes without saying that the present invention can be applied to wavelength conversion of higher order such as the third harmonic and the fourth harmonic.

【0016】また、酸化物単結晶に対して照射するレー
ザー光が、目的とする組成に対応する波長を含むような
波長範囲を有していれば、酸化物単結晶からの出力光を
スペクトラムアナライザーによって検出することによっ
て、所定の波長範囲内の各波長についてその強度を知る
ことができる。
Further, if the laser light for irradiating the oxide single crystal has a wavelength range including a wavelength corresponding to a desired composition, the output light from the oxide single crystal is analyzed by a spectrum analyzer. The intensity can be known for each wavelength within a predetermined wavelength range by detecting with.

【0017】具体的には、図1において、目的とする組
成に対応する出力光の波長はλ0 であり、レーザー光は
波長λ1 とλ2 との間の光を含んでいるものとする。波
長λ1 2 との間のレーザー光の強度をスペクトラムア
ナライザーで検出する。ルツボの引出し口から引下げら
れた酸化物単結晶の組成が、目的の組成であるときに
は、レーザー光の強度は、波長λ0 で最大値Tをとる。
しかし、製造が進むのにつれて、微妙に酸化物単結晶の
引出し口付近の熱的状態、重力の影響等が変化してくる
と、このピーク波長は、λ1 またはλ2 の方へと向かっ
てわずかに移動する。これに伴い、グラフHも矢印F方
向または矢印G方向へと向かって、グラフの全体がわず
かに移動する。
Specifically, in FIG. 1, it is assumed that the wavelength of the output light corresponding to the desired composition is λ 0 and the laser light contains light between the wavelengths λ 1 and λ 2. . The intensity of the laser light between wavelengths λ 1 and 2 is detected with a spectrum analyzer. When the composition of the oxide single crystal pulled down from the extraction port of the crucible is the target composition, the intensity of the laser light has the maximum value T at the wavelength λ 0 .
However, as manufacturing progresses, the thermal state near the outlet of the oxide single crystal, the influence of gravity, etc. change subtly, and this peak wavelength tends toward λ 1 or λ 2. Move slightly. Along with this, the graph H also slightly moves in the direction of the arrow F or the direction of the arrow G.

【0018】従って、酸化物単結晶を引き下げている段
階で、その組成に変化が生じ、その出力光のピーク波長
が変化した場合には、直ちにピーク波長の変化を検出
し、原料供給装置へとフィードバックすることができ
る。
Therefore, when the composition of the oxide single crystal is changed at the stage of pulling down the oxide single crystal and the peak wavelength of the output light is changed, the change of the peak wavelength is immediately detected and the raw material is supplied to the raw material supply device. You can give feedback.

【0019】また、受光装置が、フォトダイオードのよ
うに、波長成分の分布を検出できない場合には、各波長
の出力光の強度を直接知ることはできない。そこで、こ
の場合の好ましい監視方法を、図2を参照しつつ、説明
する。
Further, when the light receiving device cannot detect the distribution of the wavelength component like the photodiode, the intensity of the output light of each wavelength cannot be directly known. Therefore, a preferable monitoring method in this case will be described with reference to FIG.

【0020】目的とする組成に対応する出力光の波長を
λ0 とする。ルツボの引出し口から引下げられた酸化物
単結晶の組成が、目的の組成であるときには、レーザー
光の強度は、波長λ0 で最大値Tをとる。製造が進むの
につれて、前記したように、このピーク波長λ0 がわず
かに移動し、λ4 またはλ5 となる。これに伴い、グラ
フHは、右側または左側へと向かって移動し、グラフI
またはグラフJとなる。
Let λ 0 be the wavelength of the output light corresponding to the desired composition. When the composition of the oxide single crystal pulled down from the extraction port of the crucible is the target composition, the intensity of the laser light has the maximum value T at the wavelength λ 0 . As manufacturing progresses, the peak wavelength λ 0 slightly shifts to λ 4 or λ 5 , as described above. Along with this, the graph H moves toward the right side or the left side, and the graph I
Or graph J is obtained.

【0021】しかし、この最大値の移動は僅かであり、
しかも、このグラフ全体の形状は、通常は、最大値の周
辺ではきわめて傾斜が小さい。従って、グラフの最大値
がわずかに移動した場合には、波長λ0 における出力の
変化は更にきわめて小さいので、組成の変化の検出は事
実上困難であることがわかってきた。
However, the shift of this maximum value is small,
Moreover, the shape of the whole graph is usually extremely small around the maximum value. Therefore, it has been found that it is practically difficult to detect a change in composition because the change in output at the wavelength λ 0 is much smaller when the maximum value of the graph is slightly moved.

【0022】そこで、波長2λ0 よりも大きい波長2λ
7 を有する第一のレーザー光と、波長2λ0 よりも小さ
い波長2λ6 を有する第二のレーザー光とを、酸化物単
結晶に対して照射し、これらの各レーザー光に対応し
て、その出力光の強度を測定する受光装置を設けた。そ
して、第一のレーザー光に対応する出力光と、前記第二
のレーザー光に対応する出力光との強度を検出してみ
た。
Therefore, a wavelength 2λ larger than the wavelength 2λ 0
The oxide single crystal is irradiated with a first laser beam having a wavelength of 7 and a second laser beam having a wavelength of 2λ 6 which is smaller than the wavelength of 2λ 0. A light receiving device for measuring the intensity of output light was provided. Then, the intensities of the output light corresponding to the first laser light and the output light corresponding to the second laser light were detected.

【0023】この結果、ルツボの引出し口から引下げら
れた酸化物単結晶の組成が、目的の組成であるときに
は、波長λ6 での強度はp0 となり、波長λ7 での強度
はq0 となる。製造が進むのにつれて、ピーク波長λ0
がλ5 の方へと向かって移動すると、グラフHは右側へ
と向かって移動し、グラフIとなる。このとき、波長λ
6 での強度はp1 となり、p0 よりも減少する。この一
方、波長λ7での強度はq1 となり、q0 よりも増加す
る。これに対して、ピーク波長λ0 がλ4 の方へと向か
って移動すると、グラフHは左側へと向かって移動し、
グラフJとなる。このとき、波長λ6 での強度はp2
なり、p0 よりも増加する。この一方、波長λ7 での強
度はq2 となり、q0 よりも減少する。
As a result, when the composition of the oxide single crystal pulled down from the crucible outlet is the desired composition, the intensity at wavelength λ 6 is p 0 and the intensity at wavelength λ 7 is q 0 . Become. As manufacturing progresses, the peak wavelength λ 0
Moves toward λ 5 , graph H moves to the right and becomes graph I. At this time, the wavelength λ
The intensity at 6 is p 1 , which is smaller than p 0 . On the other hand, the intensity at the wavelength λ 7 is q 1 , which is larger than q 0 . On the other hand, when the peak wavelength λ 0 moves toward λ 4 , the graph H moves toward the left,
It becomes graph J. At this time, the intensity at the wavelength λ 6 becomes p 2 , which is larger than p 0 . On the other hand, the intensity at the wavelength λ 7 is q 2 , which is smaller than q 0 .

【0024】このように、両方の波長で増加と減少とが
一対となって現れてくるのて、きわめて組成変化に対す
る感度が良好になる。しかも、特にピーク波長λ 0 、λ
4 、λ5 付近を避けてその外側で測定波長を選択するこ
とによって、グラフの比較的に傾きの大きい部分を利用
することができるので、この観点からも一層感度が良好
になる。
Thus, there is an increase and decrease at both wavelengths.
It appears as a pair, so it is extremely resistant to composition changes
Sensitivity is improved. Moreover, especially the peak wavelength λ 0, Λ
Four, ΛFiveAvoid measuring the vicinity and select the measurement wavelength outside it.
By using the relatively large slope of the graph
Therefore, the sensitivity is better from this viewpoint as well.
become.

【0025】上記の方法において、第一のレーザー光と
第二のレーザー光とを同時に照射することができるが、
また、波長可変レーザーを使用して、二種類の波長の各
レーザー光を、時間をずらして逐次に照射することも可
能である。
In the above method, the first laser light and the second laser light can be simultaneously irradiated,
It is also possible to irradiate each laser beam of two different wavelengths sequentially with a time shift using a wavelength tunable laser.

【0026】本発明においては、酸化物単結晶の横断面
の寸法を光センサーによって測定することが好ましい。
単結晶育成では、断面の形状は通常は一定に制御される
が、その寸法を精密に測定し、光の透過厚さのバラツキ
をキャンセルすることによって、制御精度を向上させる
ことができる。
In the present invention, it is preferable to measure the dimension of the cross section of the oxide single crystal by an optical sensor.
In the single crystal growth, the shape of the cross section is usually controlled to be constant, but the control accuracy can be improved by precisely measuring the dimension and canceling the variation in the light transmission thickness.

【0027】次に、本発明の好適な態様について、更に
詳細に説明する。本発明者は、酸化物単結晶のμ引下げ
法による量産技術を確立するべく、ルツボを大型化する
ための研究を続けていたが、この過程で、ルツボを大型
化すると共に、このルツボから下方へと延びるノズル部
を備え、このノズル部の下端に単結晶育成部を設け、ル
ツボと単結晶育成部とを互いに独立に温度制御してみ
た。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. The inventors of the present invention continued research to increase the size of the crucible in order to establish a mass production technique for the oxide single crystal by the μ-pulling-down method. A single crystal growth part was provided at the lower end of this nozzle part, and the temperature of the crucible and the single crystal growth part were controlled independently of each other.

【0028】この結果、ルツボで溶融する粉末の量を5
g以上といった多量にし、これに合わせてルツボの容積
を大きくしても、酸化物単結晶を連続的に容易に引き下
げうることを見いだした。
As a result, the amount of powder melted in the crucible was adjusted to 5
It has been found that the oxide single crystal can be easily and continuously pulled down even if the volume of the crucible is increased to a large amount such as g or more.

【0029】こうした作用効果が得られた理由は、おそ
らく、ノズル部の下端部に単結晶育成部を設けることに
よって、ルツボにおける溶融物が発生させる熱量の影響
を、単結晶育成部が直接受けにくいようになり、同時に
単結晶育成部ないしノズル部と、ルツボとを別々に温度
制御することによって、単結晶育成部付近における温度
勾配を大きくすることができたからと、考えられる。
The reason why such an effect is obtained is probably that the single crystal growing portion is less likely to be directly affected by the amount of heat generated by the melt in the crucible by providing the single crystal growing portion at the lower end of the nozzle portion. This is probably because it was possible to increase the temperature gradient in the vicinity of the single crystal growing portion by controlling the temperatures of the single crystal growing portion or nozzle portion and the crucible separately at the same time.

【0030】しかも、この方法によれば、ルツボ内で溶
融する原料粉末の量を30〜50g程度にまで増大させ
た場合でも、KLN単結晶ファイバーにおける組成の変
動が、わずかに0.01mol%以下という驚くべき精
度にまで減少していたことを発見した。従って、この製
造方法と本発明とを組み合わせることによって、こうし
た極めて高い精度の組成を有する酸化物単結晶を量産す
ることができる。
Moreover, according to this method, even when the amount of the raw material powder melted in the crucible is increased to about 30 to 50 g, the compositional variation in the KLN single crystal fiber is only 0.01 mol% or less. It was discovered that the accuracy had decreased to a surprising level. Therefore, by combining this manufacturing method with the present invention, it is possible to mass-produce an oxide single crystal having such an extremely highly accurate composition.

【0031】更に、本発明者は、上記した製造装置を使
用して、単結晶育成部における溶融物の状態と単結晶の
物性について研究した。この結果、単結晶育成部の環境
に対して、重力よりも表面張力の方が支配的である場合
には、きわめて組成の変動の少ない良好な酸化物単結晶
を、連続的に引き出しうることを見いだした。これによ
って、良好な固相液相界面が形成されるからと思われ
る。
Furthermore, the present inventor studied the state of the melt in the single crystal growth part and the physical properties of the single crystal using the above-mentioned manufacturing apparatus. As a result, when the surface tension is more dominant than the gravity in the environment of the single crystal growth part, it is possible to continuously extract a good oxide single crystal with extremely small fluctuation in composition. I found it. This is probably because a good solid-liquid phase interface is formed.

【0032】このように、単結晶育成部において表面張
力の方が重力よりも支配的な条件を生じさせるために
は、ノズル部内の溶融物に加わる重力を減少させる機構
を、ルツボ内に設けることが有効である。本発明者は,
このような機構について検討したが、特にノズル部の内
径を0.5mm以下とすることによって、ノズル部内に
おいて、溶融物に加わる重力よりも表面張力の方が支配
的な条件を生成でき、ノズル部の先端開口において均一
なメニスカスを形成できることを確認した。
As described above, in order to generate a condition in which the surface tension is more dominant than the gravity in the single crystal growing portion, a mechanism for reducing the gravity applied to the melt in the nozzle portion is provided in the crucible. Is effective. The inventor
Although such a mechanism was examined, particularly by setting the inner diameter of the nozzle portion to be 0.5 mm or less, a condition in which the surface tension is more dominant than the gravity applied to the melt in the nozzle portion can be generated. It was confirmed that a uniform meniscus could be formed at the tip opening of the.

【0033】ただし、このノズル部の内径が0.01m
m未満であると、単結晶の育成速度が小さくなりすぎる
ので、量産の観点からノズル部の内径を0.01mm以
上とすることが好ましい。ノズル部の最適な内径は、
0.01〜0.5mmの範囲内で、溶融物の粘性、表面
張力、比重、単結晶の育成速度等によって若干変動す
る。
However, the inner diameter of this nozzle is 0.01 m.
If it is less than m, the growth rate of the single crystal becomes too small. Therefore, from the viewpoint of mass production, the inner diameter of the nozzle portion is preferably 0.01 mm or more. The optimum inner diameter of the nozzle is
Within the range of 0.01 to 0.5 mm, it slightly varies depending on the viscosity of the melt, the surface tension, the specific gravity, the growth rate of the single crystal, and the like.

【0034】更に、本発明者は、この点について追求し
た結果、次のような知見を得るに至った。即ち、従来の
μ引下げ法においては、ルツボの規模が小さいので、単
結晶ファイバーを連続的に引き下げることができたと考
えられるが、これは、ルツボ内の溶融物の量が少なく、
溶融物がルツボの壁面に対して、その表面張力によって
張りつくことから、引出し口へと加わる重力が相対的に
小さくなっていたために、ある程度は均質な固相液相界
面が形成されたものと推定できる。しかし、ルツボの寸
法を大きくすると、引出し口付近において表面張力が支
配的な条件が失われたものと推定される。
Further, as a result of pursuing this point, the present inventor has obtained the following knowledge. That is, in the conventional μ pulling down method, it is considered that the single crystal fiber could be continuously pulled down because the scale of the crucible was small, but this was because the amount of melt in the crucible was small,
Since the melt adhered to the wall surface of the crucible due to its surface tension, the gravity applied to the outlet was relatively small.Therefore, a solid-liquid phase interface was formed to a certain extent. Can be estimated. However, it is presumed that when the size of the crucible was increased, the condition in which the surface tension was dominant near the outlet was lost.

【0035】更に、この方法においては、単結晶育成部
付近において、ノズル部をその長さ方向に見たときの温
度勾配を大きくすることが容易である。これによって、
ノズル部内を流下してきた溶融物を急速に冷却できる。
Further, in this method, it is easy to increase the temperature gradient in the vicinity of the single crystal growing portion when the nozzle portion is viewed in the lengthwise direction. by this,
The melt flowing down in the nozzle part can be cooled rapidly.

【0036】従って、この製造方法は、固溶体単結晶を
製造する場合に、特に適している。固溶体単結晶におい
ては、平衡条件では組成比率が変動していく性質があ
る。従来のμ引下げ法を使用した場合には、引出し口付
近では平衡条件なので、ちょっとした温度変化や固体化
の速度の変化によって、固溶体の組成が変動していた
が、こうした原因によるものと考えられる。これに対し
て、本発明の方法および装置によれば、単結晶育成部付
近での急速冷却が可能なので、溶融物の組成を保持する
ことができる。
Therefore, this manufacturing method is particularly suitable for manufacturing a solid solution single crystal. The solid solution single crystal has a property that the composition ratio varies under equilibrium conditions. When the conventional μ-down method is used, the composition of the solid solution fluctuates due to a slight temperature change or a change in the solidification rate because the equilibrium condition is present near the outlet, which is considered to be due to such a cause. On the other hand, according to the method and apparatus of the present invention, rapid cooling in the vicinity of the single crystal growth portion is possible, and therefore the composition of the melt can be maintained.

【0037】このような固溶体としては、例えば、KL
N、KLTN〔K3 Li 2-2x(Tay Nb1-y 5+x
15+x、Ba1-X SrX Nb2 6 を中心としたタング
ステンブロンズの構造やMn−Znフェライトを例示す
ることができる。
As such a solid solution, for example, KL
N, KLTN [K3Li 2-2x(TayNb1-y)5 + x]
O15 + x, Ba1-XSrXNb2O6Tongue
Examples of structure of stainless bronze and Mn-Zn ferrite
Can be

【0038】ルツボに対して原料を供給すると、その原
料の溶解熱によって、ルツボ内の熱的状態に変動が発生
し、単結晶の組成の変動等がこれによって発生する。し
かし、ルツボの下方に前記のようにしてノズル部を設け
る場合には、ルツボに対して原料を連続的に、または間
欠的に供給することができる。なぜなら、ルツボ内で前
記のような熱的変動が発生しても、単結晶育成部への熱
的影響は少なく、かつ単結晶育成部では平衡状態ではな
く、速度論的状態なので、熱的変動の影響をますます受
けにくいからである。
When the raw material is supplied to the crucible, the heat of fusion of the raw material causes a change in the thermal state in the crucible, which causes a change in the composition of the single crystal. However, when the nozzle portion is provided below the crucible as described above, the raw material can be continuously or intermittently supplied to the crucible. This is because even if the above-mentioned thermal fluctuations occur in the crucible, the thermal effect on the single crystal growth part is small, and the single crystal growth part is not in an equilibrium state but in a kinetic state, so thermal fluctuations This is because it is less likely to be affected by.

【0039】本発明の製造装置においては、ルツボの加
熱方法は特に限定されない。しかし、単結晶製造装置の
周囲を囲むように、加熱炉を設けることが好ましい。こ
の際、加熱炉を上側炉と下側炉とに分離し、ルツボを上
側炉によって包囲し、この上側炉の方を相対的に高温で
発熱させて、ルツボ内の粉末の溶融を助けることが好ま
しい。これに対してノズル部の周囲に下側炉を設置し、
この下側炉の方の温度を相対的に低くすることによっ
て、ノズル部の下端部の単結晶育成部における温度勾配
を大きくすることが好ましい。
In the manufacturing apparatus of the present invention, the method of heating the crucible is not particularly limited. However, it is preferable to provide a heating furnace so as to surround the single crystal manufacturing apparatus. At this time, the heating furnace is separated into an upper furnace and a lower furnace, the crucible is surrounded by the upper furnace, and the upper furnace is caused to generate heat at a relatively high temperature, which helps melting the powder in the crucible. preferable. On the other hand, a lower furnace is installed around the nozzle,
By relatively lowering the temperature of the lower furnace, it is preferable to increase the temperature gradient in the single crystal growing portion at the lower end of the nozzle portion.

【0040】更に、ルツボ内での粉末の溶融の効率を向
上させるためには、ルツボの外側の加熱炉のみによって
ルツボを加熱するよりも、ルツボ自体を導電性材料によ
って形成し、このルツボに電力を供給することによっ
て、ルツボを発熱させることが好ましい。更に、ノズル
部内を流れる溶融物の溶融状態を保持するためには、ノ
ズル部を導電性材料によって形成し、このノズル部に電
力を供給することによって発熱させることが好ましい。
Further, in order to improve the efficiency of melting the powder in the crucible, rather than heating the crucible only by the heating furnace outside the crucible, the crucible itself is made of a conductive material and the crucible is supplied with electric power. It is preferable to heat the crucible by supplying Further, in order to maintain the molten state of the molten material flowing in the nozzle portion, it is preferable that the nozzle portion is formed of a conductive material and that the nozzle portion is heated to generate heat.

【0041】そして、特に単結晶育成部における温度勾
配を大きくするためには、ルツボの通電機構とノズル部
の通電機構とを分離し、独立に制御できるようにするこ
とが好ましい。
In order to increase the temperature gradient particularly in the single crystal growing portion, it is preferable to separate the energizing mechanism of the crucible and the energizing mechanism of the nozzle part so that they can be independently controlled.

【0042】こうした導電性材料としては、特に耐食性
の観点から、白金、白金−金合金、白金−ロジウム合
金、白金−イリジウム合金、イリジウム等の材料が好ま
しい。
As such a conductive material, from the viewpoint of corrosion resistance, materials such as platinum, platinum-gold alloy, platinum-rhodium alloy, platinum-iridium alloy, and iridium are preferable.

【0043】ただし、白金等の耐食性金属は、いずれも
抵抗率が比較的に低いので、これに電力を供給して有効
に発熱させるためには、ノズル部の厚さを小さくするこ
とによって、その抵抗値をある程度以上大きくする必要
がある。例えば、白金によってノズル部を形成した場合
には、100〜200μm程度の薄膜によって形成する
必要があった。しかし、このように薄い膜によってノズ
ル部を形成すると、構造的に弱くなり、ノズル部が変形
して、安定した単結晶の生産が困難になる場合があっ
た。
However, since all corrosion-resistant metals such as platinum have a relatively low resistivity, in order to supply electric power to the metal and effectively generate heat, the thickness of the nozzle portion is reduced. It is necessary to increase the resistance value to some extent or more. For example, when the nozzle portion was formed of platinum, it was necessary to form a thin film having a thickness of about 100 to 200 μm. However, when the nozzle portion is formed of such a thin film, the nozzle portion is structurally weakened and the nozzle portion is deformed, which may make stable production of a single crystal difficult.

【0044】そこで、ノズル部を包囲するように抵抗発
熱材を設置し、抵抗発熱材に対して電力を供給すること
によってこの抵抗発熱材を発熱させることができる。こ
の場合には、ノズル部の方を上述のように耐食性金属に
よって形成し、これに通電して発熱させることもできる
が、電力を供給しなくともよい。このように、ノズル部
を包囲する抵抗発熱材の方に主要な加熱機能を付与すれ
ば、ノズル部に要求される発熱の負荷は小さくなり、ま
たノズル部は発熱させなくとも良くなるので、ノズル部
の方を厚くする(例えば300μm以上)ことによっ
て、ノズル部の機械的強度を向上させることができ、量
産に適した装置とすることができる。
Therefore, the resistance heating material is installed so as to surround the nozzle portion, and electric power is supplied to the resistance heating material, so that the resistance heating material can generate heat. In this case, the nozzle portion may be formed of the corrosion-resistant metal as described above, and current may be supplied to generate heat, but power may not be supplied. In this way, if the resistance heating material that surrounds the nozzle portion is given a major heating function, the heat load required for the nozzle portion is reduced, and it is not necessary to heat the nozzle portion. By making the part thicker (for example, 300 μm or more), the mechanical strength of the nozzle part can be improved, and the device suitable for mass production can be obtained.

【0045】本発明は、単結晶ファイバーの製造だけで
なく、単結晶からなる板状体ないしプレートの製造に対
しても、良好に適用することができる。具体的なプレー
トの形成方法は後述する。
The present invention can be favorably applied not only to the production of single crystal fibers, but also to the production of plate-like bodies or plates made of single crystals. A specific plate forming method will be described later.

【0046】KLN単結晶は、最近、光材料として注目
を集めており、特に半導体レーザー用の青色光第二高調
波発生(SHG)素子用の単結晶として注目されてい
る。これは、390nmの紫外光領域まで発生すること
が可能であるので、こうした短波長の光を利用すること
で、光ディスクメモリー用、医学用、光化学用、各種光
計測用等の幅広い応用が可能である。また、KLN単結
晶は、電気光学効果も大きいので、そのフォトリフラク
ティブ効果を利用した光記憶素子等にも適用できる。
The KLN single crystal has recently attracted attention as an optical material, particularly as a single crystal for a blue light second harmonic generation (SHG) element for a semiconductor laser. Since it is possible to generate up to the ultraviolet light region of 390 nm, by using such short wavelength light, it is possible to have a wide range of applications such as optical disk memory, medical, photochemical, and various optical measurement. is there. Further, since the KLN single crystal also has a large electro-optical effect, it can be applied to an optical storage element or the like utilizing the photorefractive effect.

【0047】図3は、本発明の一実施例に係る単結晶育
成用の製造装置を示す概略断面図であり、図4(a)、
(b)は、そのノズル部の先端部分の状態を説明するた
めの概念図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a manufacturing apparatus for growing a single crystal according to one embodiment of the present invention.
(B) is a conceptual diagram for explaining the state of the tip portion of the nozzle portion.

【0048】炉体の内部にはルツボ7が設置されてい
る。ルツボ7およびその上側空間5を包囲するように、
上側炉1が設置されており、上側炉1内にはヒーター2
が埋設されている。ルツボ7の下端部から下方向へと向
かってノズル部13が延びており、ノズル部13の下端
部に開口13aが形成されている。ノズル部13および
その周囲の空間6を包囲するように下側炉3が設置され
ており、下側炉3の中にヒーター4が埋設されている。
むろんこうした加熱炉の形態自体は、種々変更すること
ができる。例えば図1においては加熱炉を2ゾーンに分
割しているが、加熱炉を3ゾーン以上に分割することも
できる。ルツボ7およびノズル部13は、いずれも耐食
性の導電性材料によって形成されている。
A crucible 7 is installed inside the furnace body. To surround the crucible 7 and its upper space 5,
An upper furnace 1 is installed, and a heater 2 is installed in the upper furnace 1.
Is buried. The nozzle portion 13 extends downward from the lower end portion of the crucible 7, and an opening 13 a is formed in the lower end portion of the nozzle portion 13. The lower furnace 3 is installed so as to surround the nozzle portion 13 and the space 6 around the nozzle portion 13, and the heater 4 is embedded in the lower furnace 3.
Of course, the form itself of such a heating furnace can be variously changed. For example, in FIG. 1, the heating furnace is divided into two zones, but the heating furnace may be divided into three zones or more. Both the crucible 7 and the nozzle portion 13 are made of a corrosion-resistant conductive material.

【0049】ルツボ7の位置Aに対して、電源10Aの
一方の電極が電線9によって接続されており、ルツボ7
の下側の折曲端Bに対して、電源10Aの他方の電極が
接続されている。ノズル部13の位置Cに対して、電源
10Bの一方の電極が電線9によって接続されており、
ノズル部13の下端Dに対して他方の電極が接続されて
いる。これらの各通電機構は、共に分離されており、独
立してその電圧を制御できるように構成されている。
To the position A of the crucible 7, one electrode of the power source 10A is connected by the electric wire 9,
The other electrode of the power supply 10A is connected to the lower bent end B. One electrode of the power supply 10B is connected to the position C of the nozzle portion 13 by the electric wire 9,
The other electrode is connected to the lower end D of the nozzle portion 13. Each of these energization mechanisms is separated together and is configured so that its voltage can be controlled independently.

【0050】更にノズル部13を包囲するように、間隔
を置いて、空間6内にアフターヒーター12が設けられ
ている。ルツボ7内で、取り入れ管11が上方向へと向
かって延びており、この取り入れ管11の上端に取り入
れ口22が設けられている。この取り入れ口22は、溶
融物8の底部から若干突き出している。
Further, after heaters 12 are provided in the space 6 at intervals so as to surround the nozzle portion 13. An intake pipe 11 extends upward in the crucible 7, and an intake port 22 is provided at an upper end of the intake pipe 11. The intake 22 slightly projects from the bottom of the melt 8.

【0051】この溶融物の取り入れ口は、ルツボの底部
から突き出さないように、ルツボの底に形成することも
できる。この場合には、取り入れ管11は設けない。し
かし、長期間にわたってこのルツボを使用すると、溶融
物内の不純物が徐々にルツボの底部に溜まっていく場合
がある。本実施例におけるように、取り入れ管11の上
端に取り入れ口22を設けることによって、ルツボの底
部に不純物が溜まっても、取り入れ管11が底部から突
き出していることから、底部の不純物が取り入れ口に入
りにくい。
The melt intake port may be formed at the bottom of the crucible so as not to project from the bottom of the crucible. In this case, the intake pipe 11 is not provided. However, if this crucible is used for a long period of time, impurities in the melt may gradually accumulate at the bottom of the crucible. As in the present embodiment, by providing the intake port 22 at the upper end of the intake pipe 11, even if impurities are collected at the bottom of the crucible, the intake pipe 11 projects from the bottom, so that the impurities at the bottom are introduced into the intake port. It is hard to enter.

【0052】上側炉1、下側炉3およびアフターヒータ
ー12を発熱させて空間5、6の温度分布を適切に定
め、溶融物の原料をルツボ7内に供給し、ルツボ7およ
びノズル部13に電力を供給して発熱させる。この状態
では、図4(a)に示すように、ノズル部13の下端部
にある単結晶育成部23では、開口13aから溶融物8
が僅かに突出し、その表面張力によって保持されて、比
較的に平坦な表面17が形成されている。
The upper furnace 1, the lower furnace 3 and the after-heater 12 are caused to generate heat to appropriately determine the temperature distribution in the spaces 5 and 6, and the raw material of the melt is supplied into the crucible 7 to the crucible 7 and the nozzle portion 13. Electricity is supplied to generate heat. In this state, as shown in FIG. 4A, in the single crystal growth portion 23 at the lower end of the nozzle portion 13, the melt 8
Slightly protrudes and is held by the surface tension, so that a relatively flat surface 17 is formed.

【0053】ノズル部13内の溶融物8に対して加わる
重力は、ノズル部13内の壁面に対する溶融物の接触に
よって大きく減少している。特に、ノズル部13の内径
を0.5mm以下とすることによって、前記したように
均一な固相液相界面を形成することができた。
The gravity applied to the melt 8 in the nozzle portion 13 is greatly reduced by the contact of the melt with the wall surface in the nozzle portion 13. In particular, by setting the inner diameter of the nozzle portion 13 to 0.5 mm or less, it was possible to form a uniform solid-liquid phase interface as described above.

【0054】この状態で、種結晶15を矢印Eで示すよ
うに上方向へと移動させ、種結晶15の端面15aを表
面17に対して接触させる。次いで、図4(b)に示す
ように、種結晶15を下方向へと引下げる。この際、種
結晶15の上端部と、ノズル部13から下方向へと引き
出されてくる溶融物8との間には、均一な固相液相界面
(メニスカス)19が形成される。
In this state, seed crystal 15 is moved upward as shown by arrow E, and end face 15a of seed crystal 15 is brought into contact with surface 17. Next, as shown in FIG. 4B, the seed crystal 15 is pulled down. At this time, a uniform solid-liquid-phase interface (meniscus) 19 is formed between the upper end of the seed crystal 15 and the melt 8 drawn out downward from the nozzle 13.

【0055】この結果、図3に示すように、種結晶の上
側に単結晶ファイバー14が連続的に形成され、下方向
へと向かって引き出されてくる。本実施例では、この単
結晶ファイバー14を、駆動装置であるローラー28に
よって送っている。
As a result, as shown in FIG. 3, the single crystal fiber 14 is continuously formed on the upper side of the seed crystal and is drawn downward. In this embodiment, the single crystal fiber 14 is sent by a roller 28 which is a driving device.

【0056】一方、従来のルツボを使用しつつ、これに
投入する粉末の量を増加させた場合には、ルツボの引出
し口から下方向へと向かって、溶融物による膨張部分が
形成される。この状態で種結晶15の端面15aを溶融
物に対して接触させると、良好な固相液相界面が形成さ
れない。
On the other hand, when a conventional crucible is used and the amount of the powder to be added thereto is increased, an expanded portion due to the melt is formed downward from the crucible outlet. If the end face 15a of the seed crystal 15 is brought into contact with the melt in this state, a good solid-liquid phase interface is not formed.

【0057】単結晶ファイバーが連続的に下方向へと向
かって引き出されてくると、レーザー光源27から矢印
Rのように波長2λ0 付近のレーザー光を出射させて単
結晶ファイバー14に照射し、単結晶ファイバーからの
第2高調波λ0 付近の出力光Sを長波長カットフィルタ
ー41を通して受光装置26で受光し、その強度を検出
する。受光装置26からの信号を信号線25を通して制
御装置33へと送り、ここで処理し、ルツボ7上の原料
供給装置24から投入する原料の組成比率を制御する。
出力光の強度の測定値が、所定の目的値から変動する
と、制御装置33から原料の組成比率を変更する信号を
原料供給装置24へと送り、フィードバックする。
When the single crystal fiber is continuously drawn downward, the laser light source 27 emits a laser beam having a wavelength of about 2λ 0 as shown by an arrow R and irradiates the single crystal fiber 14 with the laser beam. The output light S near the second harmonic λ 0 from the single crystal fiber is received by the light receiving device 26 through the long wavelength cut filter 41, and its intensity is detected. The signal from the light receiving device 26 is sent to the control device 33 through the signal line 25, processed there, and the composition ratio of the raw material fed from the raw material supply device 24 on the crucible 7 is controlled.
When the measured value of the intensity of the output light fluctuates from the predetermined target value, the control device 33 sends a signal for changing the composition ratio of the raw material to the raw material supply device 24 to feed it back.

【0058】さらに精度良く制御するために、2λ0
近の長波長の一部を反射ミラー29と受光装置26とを
組み合わせて、その信号を信号線25を通して制御装置
33へと送ることができる。
For more accurate control, a part of the long wavelength around 2λ 0 can be combined with the reflection mirror 29 and the light receiving device 26, and the signal can be sent to the control device 33 through the signal line 25.

【0059】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。 (実験1)図1に示すような単結晶製造装置を使用し、
本発明に従ってKLN単結晶ファイバーを製造した。上
側炉1と下側炉3とによって炉内全体の温度を制御し
た。ノズル部13に対する電力供給とアフターヒーター
12の発熱とによって、単結晶育成部23近辺の温度勾
配を制御できるように構成した。単結晶ファイバーの引
下げ機構としては、垂直方向に2〜100mm/時間の
範囲内で、引下げ速度を均一に制御しながら、単結晶フ
ァイバーを引き下げる機構を搭載した。レーザー光源2
7としては、波長780〜900nmの範囲内で波長を
変調することができるチューナブルレーザーである、チ
タンサファイアレーザー光源を使用した。
Hereinafter, more specific experimental results will be described. (Experiment 1) Using a single crystal manufacturing apparatus as shown in FIG.
KLN single crystal fibers were produced according to the present invention. The temperature inside the furnace was controlled by the upper furnace 1 and the lower furnace 3. The temperature gradient in the vicinity of the single crystal growth part 23 can be controlled by supplying power to the nozzle part 13 and generating heat from the after-heater 12. As a mechanism for pulling down the single crystal fiber, a mechanism for pulling down the single crystal fiber was mounted while controlling the pulling speed uniformly within the range of 2 to 100 mm / hour in the vertical direction. Laser light source 2
As No. 7, a titanium sapphire laser light source, which is a tunable laser capable of modulating the wavelength within a wavelength range of 780 to 900 nm, was used.

【0060】炭酸カリウム、炭酸リチウムおよび酸化ニ
オブを、30:20:50の組成比率で調合して原料粉
末を製造した。この原料粉末約50gを、白金製のルツ
ボ7内に供給し、このルツボ7を所定位置に設置した。
上側炉1内の空間5の温度を1100〜1200℃の範
囲に調整し、ルツボ7内の原料を融解させた。下側炉3
内の空間6の温度は、500〜1000℃に均一に制御
した。ルツボ7、ノズル部13およびアフターヒーター
12に対して所定の電力を供給し、単結晶成長を実施し
た。この際、単結晶育成部の温度を1050℃〜115
0℃とすることができ、単結晶育成部における温度勾配
を10〜50℃/mmに制御することができた。
Potassium carbonate, lithium carbonate and niobium oxide were mixed in a composition ratio of 30:20:50 to produce a raw material powder. About 50 g of the raw material powder was supplied into the crucible 7 made of platinum, and the crucible 7 was set at a predetermined position.
The temperature of the space 5 in the upper furnace 1 was adjusted to a range of 1100 to 1200 ° C. to melt the raw material in the crucible 7. Lower furnace 3
The temperature of the inner space 6 was uniformly controlled at 500 to 1000 ° C. Predetermined electric power was supplied to the crucible 7, the nozzle portion 13 and the after-heater 12 to grow a single crystal. At this time, the temperature of the single crystal growing portion is set to 1050 ° C to 115 ° C.
The temperature could be set to 0 ° C., and the temperature gradient in the single crystal growing portion could be controlled to 10 to 50 ° C./mm.

【0061】ノズル部13の外側および内側の横断面の
形状は円形とし、外径は1mmとし、内径は0.1mm
とし、長さは20mmとした。ルツボ7の平面形状は円
形とし、その直径は30mmとし、その高さは30mm
とした。この状態で、20mm/時間の速度で単結晶フ
ァイバーを引き下げた。
The outer and inner cross-sectional shapes of the nozzle portion 13 are circular, the outer diameter is 1 mm, and the inner diameter is 0.1 mm.
And the length was 20 mm. The planar shape of the crucible 7 is circular, its diameter is 30 mm, and its height is 30 mm.
And In this state, the single crystal fiber was pulled down at a speed of 20 mm / hour.

【0062】これと共に、チタンサファイアレーザー光
源から、目的とする位相整合波長(850nm)付近の
レーザー光を単結晶ファイバーに照射し、その出力光を
スペクトラムアナライザーで分析した。原料としては、
次の2種類の組成の粉末を使用した。 粉末1:K3.1 Li2 Nb5 O 粉末2:K2.9 Li2 Nb5
At the same time, a single-crystal fiber was irradiated with laser light in the vicinity of the intended phase matching wavelength (850 nm) from a titanium sapphire laser light source, and the output light was analyzed by a spectrum analyzer. As a raw material,
The following two types of powders were used. Powder 1: K 3.1 Li 2 Nb 5 O Powder 2: K 2.9 Li 2 Nb 5 O

【0063】そして、当初は粉末1と粉末2とを1:1
の割合で混合し、ルツボへと投入した。そして、ピーク
波長が低くなる方向に変動したときには、粉末1の量を
増加させ、ピーク波長が高くなる方向に変動したときに
は、粉末2の量を増加させた。
At the beginning, the powder 1 and the powder 2 are 1: 1.
The mixture was mixed in the ratio of, and put into a crucible. When the peak wavelength fluctuated, the amount of powder 1 was increased, and when the peak wavelength fluctuated, the amount of powder 2 was increased.

【0064】このようにして、縦1mm、横1mm、長
さ100mmの単結晶ファイバーについて、連続的に育
成および原料粉末の混合比率の制御を実施した。この結
果、この単結晶の位相整合波長を、0.2nm以下の精
度、即ち、組成に換算すると0.01mol%以下の、
KLN単結晶としてかつてない高い精度で、組成を制御
することができた。
In this way, the single crystal fiber having a length of 1 mm, a width of 1 mm and a length of 100 mm was continuously grown and the mixing ratio of the raw material powders was controlled. As a result, the phase matching wavelength of this single crystal has an accuracy of 0.2 nm or less, that is, 0.01 mol% or less in terms of composition.
The composition could be controlled with high accuracy as never before as a KLN single crystal.

【0065】(実験2)実験1と同様にして、KLN単
結晶ファイバーを育成した。ただし、炉の下に単結晶フ
ァイバーを間欠的に所定長さで切断する切断装置を設け
ることによって、連続的に単結晶ファイバーを育成し
た。単結晶ファイバーの育成が進行してくるのにつれ
て、育成した単結晶の量およびルツボ7から揮発した成
分の量に相当する量の原料粉末を、ルツボ7内へと供給
した。この際、各粉末の混合比率は、前記したようにし
て決定した。
(Experiment 2) In the same manner as in Experiment 1, a KLN single crystal fiber was grown. However, a single crystal fiber was continuously grown by providing a cutting device under the furnace for intermittently cutting the single crystal fiber to a predetermined length. As the growth of the single crystal fiber progressed, the raw material powder was supplied into the crucible 7 in an amount corresponding to the amount of the grown single crystal and the amount of the component volatilized from the crucible 7. At this time, the mixing ratio of each powder was determined as described above.

【0066】こうして、長さほぼ10mの単結晶ファイ
バーを連続的に形成したが、この結果、ほぼ10mの長
さの全長にわたって、この単結晶の位相整合波長を0.
2nm以下の精度に抑制でき、即ち、その組成変動を
0.01mol%以下に抑制することに成功した。
Thus, a single crystal fiber having a length of about 10 m was continuously formed. As a result, the phase matching wavelength of this single crystal was set to 0.
The accuracy can be suppressed to 2 nm or less, that is, the composition variation has been successfully suppressed to 0.01 mol% or less.

【0067】(実験3)上記したノズル部13におい
て、その形状を細長い板状とし、厚さ0.3mmのKL
N単結晶プレートを引き下げることに成功した。
(Experiment 3) In the nozzle portion 13 described above, the shape thereof is an elongated plate shape, and the thickness of the KL is 0.3 mm.
Succeeded in pulling down the N single crystal plate.

【0068】この場合には、2種類の半導体レーザーの
出力光の変化を観察することにより、原料供給を制御し
た。図5に示すように、目的波長λ0 (425nm)に
対して、2λ6 (848nm、即ち、424×2nm)
のレーザー光を発生するレーザー光源27Aと、2λ7
(852nm、即ち、426×2nm)のレーザー光を
発生するレーザー光源27Bとを用意する。これらの各
レーザー光源に対応する受光装置26A、26Bを、図
5に示すように、単結晶プレート40を挟んだ反対側に
設置する。
In this case, the raw material supply was controlled by observing changes in the output light of the two types of semiconductor lasers. As shown in FIG. 5, with respect to the target wavelength λ 0 (425 nm), 2λ 6 (848 nm, that is, 424 × 2 nm)
Laser light source 27A for generating laser light of 2λ 7
A laser light source 27B that generates a laser beam of (852 nm, that is, 426 × 2 nm) is prepared. As shown in FIG. 5, the light receiving devices 26A and 26B corresponding to each of these laser light sources are installed on the opposite sides of the single crystal plate 40.

【0069】単結晶の組成の変動によって、λ0 が42
5nmから0.2nmでも変動すると、その変動に対応
して、受光装置26A、26Bの出力が変化するので、
この出力の変化を制御装置33へと送り、これらの出力
の変化を原料粉末の混合比率へと制御装置33を通して
フィードバックし、単結晶の育成を制御した。
Due to the variation of the composition of the single crystal, λ 0 is 42
If there is a fluctuation even from 5 nm to 0.2 nm, the outputs of the light receiving devices 26A and 26B change correspondingly,
The change in the output was sent to the control device 33, and the change in the output was fed back to the mixing ratio of the raw material powder through the control device 33 to control the growth of the single crystal.

【0070】結晶の厚さと品質によって、第2高調波の
位相整合半値幅が変化するので、レーザー光源の波長を
選択する必要がある。KLNでは、厚さ0.3mmで、
理論的には3.5nmの幅があるので、上記のような2
λ6 、2λ7 を選択したが、厚さ0.6mmの場合に
は、2λ6 (849nm、即ち、424.5×2n
m)、2λ7 (851nm、即ち、425.5×2n
m)を使用して制御することができる。
Since the phase matching half width of the second harmonic changes depending on the thickness and quality of the crystal, it is necessary to select the wavelength of the laser light source. KLN has a thickness of 0.3 mm,
Theoretically, there is a width of 3.5 nm, so
λ 6 and 2λ 7 are selected, but when the thickness is 0.6 mm, 2λ 6 (849 nm, that is, 424.5 × 2n
m) 2λ 7 (851 nm, that is, 425.5 × 2n
m) can be used to control.

【0071】むろん、このような制御方法によって、単
結晶ファイバーの場合にも原料粉末の混合割合をフィー
ドバック制御することができる。
Needless to say, the mixing ratio of the raw material powder can be feedback-controlled even in the case of a single crystal fiber by such a control method.

【0072】(参考実験1)従来の構造の製造装置を使
用し、実験1と同様のKLN単結晶ファイバーを作成し
た。原料粉末の量は500mgとした。ルツボは白金に
よって作成した。上側炉と下側炉とによって炉内全体の
温度を制御した。上側炉内の空間の温度を1100〜1
200℃の範囲に調整し、ルツボ内の原料を融解させ
た。下側炉3内の空間6の温度は、500〜1000℃
に均一に制御した。ルツボに対して電力を供給し、これ
によって引出し口からの単結晶の育成、引出しを制御し
ようと試みた。この状態で、20mm/時間の速度で単
結晶ファイバーを引き下げたところ、KLN単結晶ファ
イバーを引き下げることができた。
(Reference Experiment 1) A KLN single crystal fiber similar to that of Experiment 1 was prepared by using a manufacturing apparatus having a conventional structure. The amount of raw material powder was 500 mg. The crucible was made of platinum. The temperature inside the furnace was controlled by the upper furnace and the lower furnace. Set the temperature of the space in the upper furnace to 1100-1
The raw material in the crucible was melted by adjusting the temperature within the range of 200 ° C. The temperature of the space 6 in the lower furnace 3 is 500 to 1000 ° C.
Controlled uniformly. An electric power was supplied to the crucible, and an attempt was made to control the growth and the pulling out of the single crystal from the pulling opening by this. In this state, when the single crystal fiber was pulled down at a speed of 20 mm / hour, the KLN single crystal fiber could be pulled down.

【0073】こうして製造した、縦1mm、横1mm、
長さ100mmの単結晶ファイバーについて、この単結
晶ファイバーを長さ方向(育成した方向)に見たときの
組成分布について、実験1と同様にして検査した。この
結果、出力光の波長に、50nmの変動があった。これ
は、組成に換算すると1.0mol%を越えており、S
HG素子用としては、実用上問題があるレベルであっ
た。
Thus manufactured, length 1 mm, width 1 mm,
With respect to a single crystal fiber having a length of 100 mm, the composition distribution when the single crystal fiber was viewed in the length direction (growing direction) was examined in the same manner as in Experiment 1. As a result, the wavelength of the output light changed by 50 nm. This exceeds 1.0 mol% in terms of composition, and S
For HG devices, there was a problem in practical use.

【0074】(参考実験2)比較実験1において、ルツ
ボから引き出された成分およびルツボから蒸発した成分
の量に相当する量の原料粉末を、ルツボへと定期的に供
給し、連続的に単結晶ファイバーを育成することを試み
た。しかし、一度原料を供給すると、ルツボ内での熱平
衡状態が大きく崩れたため、単結晶ファイバーの育成の
継続は不可能になった。
(Reference Experiment 2) In Comparative Experiment 1, raw material powders in an amount corresponding to the amounts of the components extracted from the crucible and the components evaporated from the crucible were periodically supplied to the crucible to continuously produce a single crystal. Tried to grow fibers. However, once the raw material was supplied, the thermal equilibrium state in the crucible was greatly disrupted, making it impossible to continue growing the single crystal fiber.

【0075】(参考実験3)比較実験1において、ルツ
ボの寸法を大きくし、ルツボに最初に投入する原料粉末
の量を5gにまで増加させた。上側炉と下側炉とによっ
て炉内全体の温度を制御し、ルツボに対して電力を供給
し、これによって引出し口からの単結晶の育成、引出し
を制御しようと試みた。
Reference Experiment 3 In Comparative Experiment 1, the size of the crucible was increased and the amount of raw material powder initially charged into the crucible was increased to 5 g. An attempt was made to control the temperature in the entire furnace by the upper furnace and the lower furnace and supply electric power to the crucible, thereby controlling the growth and extraction of the single crystal from the extraction port.

【0076】しかし、上側炉内の温度を500〜900
℃と低く調整すると、ルツボに対する電力供給量を多く
して、ルツボ内の原料粉末の融解を促進する必要がある
が、この出力を大きくすると溶融物が結晶化しなくなっ
た。一方ルツボへの供給電力を小さくしていくと、引出
し口から出る前に溶融物が固体化してしまった。このよ
うに、単結晶を引き出す条件を見いだすことはできなか
った。
However, the temperature in the upper furnace is set to 500 to 900.
If the temperature is adjusted to a low value of ℃, it is necessary to increase the power supply to the crucible to accelerate the melting of the raw material powder in the crucible. However, when the output was increased, the melt did not crystallize. On the other hand, when the power supplied to the crucible was reduced, the melt solidified before it came out of the outlet. Thus, it was not possible to find the conditions for pulling out the single crystal.

【0077】一方、上側炉の温度を900℃以上とする
と、炉体からの熱輻射によって、結晶成長点である引出
し口付近で、結晶化に必要な温度勾配を維持することは
できなくなり、やはり単結晶ファイバーを引き下げるこ
とはできなかった。
On the other hand, when the temperature of the upper furnace is set to 900 ° C. or higher, the heat radiation from the furnace body makes it impossible to maintain the temperature gradient necessary for crystallization in the vicinity of the drawing port, which is the crystal growth point. The single crystal fiber could not be pulled down.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、μ
引下げ法によって酸化物単結晶を育成するのに際して、
多量の原料を処理して連続的に多量の酸化物単結晶を引
き下げて形成することができ、しかもこの酸化物単結晶
の組成の変動等を防止して、高品質の酸化物単結晶を製
造することができる。従って、本発明は、こうした酸化
物単結晶のファイバー等を量産する上で、きわめて重要
な技術である。
As described above, according to the present invention, μ
When growing an oxide single crystal by the pull-down method,
It is possible to process a large amount of raw materials and continuously pull down a large amount of oxide single crystals to form, and to prevent fluctuations in the composition of these oxide single crystals, etc. to produce high quality oxide single crystals. can do. Therefore, the present invention is a very important technique for mass-producing such oxide single crystal fibers.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】出力光の波長と強度との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between wavelength and intensity of output light.

【図2】目的とする波長λ0 の両側の波長の出力光の強
度を測定する態様について説明するためのグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph for explaining a mode of measuring the intensity of output light having a wavelength on both sides of a target wavelength λ 0 .

【図3】本発明の実施例に係る、単結晶育成用の製造装
置を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a manufacturing apparatus for growing a single crystal according to an embodiment of the present invention.

【図4】(a)、(b)は、単結晶育成用の製造装置の
ノズル部13の先端部分の状態を説明するための概念図
である。
4 (a) and 4 (b) are conceptual diagrams for explaining a state of a tip portion of a nozzle portion 13 of a manufacturing apparatus for growing a single crystal.

【図5】一対のレーザー光源27A、27Bと受光装置
26A、26Bとを使用したフィードバック制御方法を
説明するためのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining a feedback control method using a pair of laser light sources 27A and 27B and light receiving devices 26A and 26B.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上側炉 2、4 炉内のヒーター 3 下側炉
5上側炉1内の空間 6 下側炉3内の空間
7 ルツボ 8 溶融物 10A、10B 電源(通電機構) 11 取り入れ
管 12 アフターヒーター 13 ノズル部
14 単結晶ファイバーないしプレート 15種結晶
19 固相と液相との界面 22 溶融物の取り
入れ口 23単結晶育成部 24 原料供給装置
26 受光装置 27 レーザー光源 28 ロ
ーラー 29 長波長の一部を反射する反射ミラー
30溶融物の表面 33 制御装置 41 長波
長カットフィルター H、I、J 出力光の波長と強
度との関係を示すグラフ R レーザー光 S出力
光 λ0 目的とするピーク波長 λ4 、λ5
的値からずれたピーク波長 λ6 、λ7 測定波長
1 Upper Furnace 2 and 4 Heater in Furnace 3 Lower Furnace 5 Space in Upper Furnace 1 6 Space in Lower Furnace 3
7 Crucible 8 Melt 10A, 10B Power supply (energization mechanism) 11 Intake pipe 12 After heater 13 Nozzle part
14 Single Crystal Fiber or Plate 15 Seed Crystal 19 Interface between Solid Phase and Liquid Phase 22 Melt Intake Port 23 Single Crystal Growth Section 24 Raw Material Supply Device
26 light receiving device 27 laser light source 28 roller 29 reflection mirror for reflecting a part of long wavelength
30 Surface of melt 33 Control device 41 Long wavelength cut filter H, I, J Graph showing relationship between wavelength and intensity of output light R Laser light S Output light λ 0 Target peak wavelength λ 4 , λ 5 Target value Deviated peak wavelength λ 6 , λ 7 Measurement wavelength

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年6月20日[Submission date] June 20, 1996

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0059[Correction target item name] 0059

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0059】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。 (実験1)図1に示すような単結晶製造装置を使用し、
本発明に従ってKLN単結晶ファイバーを製造した。上
側炉1と下側炉3とによって炉内全体の温度を制御し
た。ノズル部13に対する電力供給とアフターヒーター
12の発熱とによって、単結晶育成部23近辺の温度勾
配を制御できるように構成した。単結晶ファイバーの引
下げ機構としては、垂直方向に2〜100mm/時間の
範囲内で、引下げ速度を均一に制御しながら、単結晶フ
ァイバーを引き下げる機構を搭載した。レーザー光源2
7としては、波長780〜900nmの範囲内で波長を
可変することができるチューナブルレーザーである、チ
タンサファイアレーザー光源を使用した。
Hereinafter, more specific experimental results will be described. (Experiment 1) Using a single crystal manufacturing apparatus as shown in FIG.
KLN single crystal fibers were produced according to the present invention. The temperature inside the furnace was controlled by the upper furnace 1 and the lower furnace 3. The temperature gradient in the vicinity of the single crystal growth part 23 can be controlled by supplying power to the nozzle part 13 and generating heat from the after-heater 12. As a mechanism for pulling down the single crystal fiber, a mechanism for pulling down the single crystal fiber was mounted while controlling the pulling speed uniformly within the range of 2 to 100 mm / hour in the vertical direction. Laser light source 2
As No. 7, a titanium sapphire laser light source, which is a tunable laser whose wavelength can be varied within the range of 780 to 900 nm, was used.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0063[Correction target item name] 0063

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0063】そして、当初は粉末1と粉末2とを1:1
の割合で混合し、ルツボへと投入した。そして、ピーク
波長が大きくなる方向に変動したときには、粉末1の量
を増加させ、ピーク波長が小さくなる方向に変動したと
きには、粉末2の量を増加させた。
At the beginning, the powder 1 and the powder 2 are 1: 1.
The mixture was mixed in the ratio of, and put into a crucible. Then, when the peak wavelength fluctuated in the increasing direction, the amount of the powder 1 was increased, and when the peak wavelength fluctuated in the decreasing direction, the amount of the powder 2 was increased.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C30B 29/62 7202−4G C30B 29/62 E H01S 3/16 H01S 3/16 // G02B 6/00 371 G02B 6/00 371 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C30B 29/62 7202-4G C30B 29/62 E H01S 3/16 H01S 3/16 // G02B 6 / 00 371 G02B 6/00 371

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化物単結晶の原料をルツボ内へと供給し
て溶融させ、この溶融物に対して種結晶を接触させて前
記酸化物単結晶を育成する、酸化物単結晶の製造方法で
あって、 前記酸化物単結晶に対してレーザー光を照射し、この酸
化物単結晶からの出力光を測定し、この測定値に従って
前記ルツボへと供給する前記原料の組成比率を制御する
ことを特徴とする、酸化物単結晶の製造方法。
1. A method for producing an oxide single crystal in which a raw material for an oxide single crystal is supplied into a crucible and melted, and a seed crystal is brought into contact with the melt to grow the oxide single crystal. A laser beam is applied to the oxide single crystal, the output light from the oxide single crystal is measured, and the composition ratio of the raw material supplied to the crucible is controlled according to the measured value. A method for producing an oxide single crystal, comprising:
【請求項2】前記ルツボから下方へと向かって前記溶融
物を引下げながら前記酸化物単結晶を育成し、下方向へ
と向かって引下げられている前記酸化物単結晶に対して
前記レーザー光を照射することを特徴とする、請求項1
記載の酸化物単結晶の製造方法。
2. The oxide single crystal is grown while pulling down the melt downward from the crucible, and the laser light is applied to the oxide single crystal pulled down downward. Irradiation is carried out, Claim 1 characterized by the above-mentioned.
A method for producing the oxide single crystal described.
【請求項3】前記酸化物単結晶が固体レーザー用の酸化
物単結晶であり、この酸化物単結晶に対してレーザー光
を照射し、このレーザー光の波長を変換した変換光を検
出することを特徴とする、請求項1または2記載の酸化
物単結晶の製造方法。
3. The oxide single crystal is an oxide single crystal for a solid-state laser, and the oxide single crystal is irradiated with laser light and the converted light obtained by converting the wavelength of the laser light is detected. The method for producing an oxide single crystal according to claim 1 or 2, characterized in that:
【請求項4】前記酸化物単結晶が第二高調波発生効果を
有しており、この酸化物単結晶に対してレーザー光を照
射し、このレーザー光に対する2倍波を検出することを
特徴とする、請求項1または2記載の酸化物単結晶の製
造方法。
4. The oxide single crystal has a second harmonic generation effect, and the oxide single crystal is irradiated with laser light to detect a second harmonic wave of the laser light. The method for producing an oxide single crystal according to claim 1 or 2.
【請求項5】前記レーザー光が、目的とする組成に対応
する波長を含むような波長範囲を有しており、前記酸化
物単結晶からの出力光をスペクトラムアナライザーによ
って検出することを特徴とする、請求項1〜4のいずれ
か一つの請求項に記載の酸化物単結晶の製造方法。
5. The laser light has a wavelength range including a wavelength corresponding to a desired composition, and the output light from the oxide single crystal is detected by a spectrum analyzer. The method for producing an oxide single crystal according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】目的とする組成に対応する波長よりも大き
い波長を有する第一のレーザー光と、目的とする組成に
対応する波長よりも小さい波長を有する第二のレーザー
光とを前記酸化物単結晶に対して照射し、前記第一のレ
ーザー光に対応する前記出力光と、前記第二のレーザー
光に対応する前記出力光とを検出することを特徴とす
る、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の酸化
物単結晶の製造方法。
6. The oxide, wherein a first laser beam having a wavelength larger than a wavelength corresponding to a target composition and a second laser beam having a wavelength smaller than a wavelength corresponding to a target composition are used. The single crystal is irradiated, and the output light corresponding to the first laser light and the output light corresponding to the second laser light are detected. A method for producing an oxide single crystal according to any one of claims.
【請求項7】前記酸化物単結晶の横断面の寸法を光セン
サーによって測定することを特徴とする、請求項1〜6
のいずれか一つの請求項に記載の酸化物単結晶の製造方
法。
7. The dimensions of the cross section of the oxide single crystal are measured by an optical sensor.
The method for producing an oxide single crystal according to claim 1.
【請求項8】酸化物単結晶の原料をルツボ内へと供給し
て溶融させ、この溶融物に対して種結晶を接触させて前
記酸化物単結晶を育成する、酸化物単結晶の製造装置で
あって:前記ルツボへと前記原料を供給する原料供給装
置;前記酸化物単結晶を前記ルツボから引き出すための
駆動装置;この酸化物単結晶に対してレーザー光を照射
するためのレーザー光源;この酸化物単結晶からの出力
光を測定するための測定装置;およびこの測定装置から
の出力に従って前記ルツボへと供給する前記原料の組成
比率を制御する制御装置とを備えていることを特徴とす
る、酸化物単結晶の製造装置。
8. An apparatus for producing an oxide single crystal, wherein an oxide single crystal raw material is supplied into a crucible and melted, and a seed crystal is brought into contact with the melt to grow the oxide single crystal. A raw material supply device for supplying the raw material to the crucible; a driving device for pulling out the oxide single crystal from the crucible; a laser light source for irradiating the oxide single crystal with laser light; A measuring device for measuring the output light from the oxide single crystal; and a control device for controlling the composition ratio of the raw material supplied to the crucible according to the output from the measuring device. A device for producing an oxide single crystal.
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